МЕДИЦИНСКИЙ МАТРАС Российский патент 2006 года по МПК A61F7/00 A47C21/04 G05D23/19 

Предложение относится к медицинской технике, а именно к матрасам с контролируемым электрообогревом, применяемым для обогрева пациента во время проведения сложных хирургических операций, в реанимационном периоде, в медицине катастроф, при транспортировании пациента в сложных случаях, для создания комфортных условий, например при проведении массажа и прочих манипуляций с пациентами.

Известен медицинский матрас, содержащий внешнюю оболочку, по крайней мере один слой теплоизоляционного материала, выполненный в виде электропроводящих волокон нагревательный элемент, регулятор температуры, содержащий блок питания, датчик температуры, измеритель температуры с цифровым выходом, вычислитель рассогласования температуры с блоком уставок и коммутатор, вход которого подсоединен к блоку питания, а выход соединен с нагревательным элементом [1].

Однако известное техническое решение имеет следующие недостатки.

Оно не позволяет ограничивать скорость нарастания температуры, что может привести к неконтролируемому повышению температуры в процессе выхода на режим нагревателя, а это является недопустимым, так как в свою очередь приводит к гипертермии пациента.

Кроме того, при манипуляциях с пациентом не реализуется потребность в медленном контролируемом нагревании последнего. Не обеспечивается также в полной мере комфорт пациента.

Известный матрас является не достаточно надежным, так как в нем отсутствует контроль состояния датчика температуры (выход датчика из строя может привести к нежелательным последствиям) и превышения заданной температуры.

Технический результат, на достижение которого направлено данное техническое решение, заключается в повышении безопасности пациента и надежности устройства, при одновременном повышении комфорта пациента.

Указанный результат достигается за счет того, что медицинский матрас, содержащий внешнюю оболочку, по крайней мере один слой теплоизоляционного материала, выполненный в виде электропроводящих волокон нагревательный элемент, регулятор температуры, включающий блок питания, датчик температуры, измеритель температуры с цифровым выходом, вычислитель рассогласования температуры с блоком уставок и коммутатор, вход которого подсоединен к блоку питания, снабжен блоком ограничения скорости изменения температуры, выполненным в виде регистра регрессии с таймером, выход которого подсоединен к вычислителю ограничения скорости изменения температуры с блоком уставок, и формирователей ШИМ сигнала прямого и обратного управления, выходы которых через логический элемент «И» подключены к коммутатору, а входы соответственно - к вычислителям рассогласования температуры и ограничения скорости изменения температуры, при этом вход регистра регрессии подключен к входу формирователя ШИМ сигнала прямого управления.

Указанный результат достигается за счет того, что блок контроля выполнен в виде второго коммутатора, размещенного между коммутатором и нагревательным элементом, подсоединенными к выходу измерителя температуры блоков контроля короткого замыкания, обрыва и блока контроля превышения температуры, выходы которых через логический элемент «ИЛИ» соединены со вторым коммутатором.

На чертеже представлено заявляемое устройство.

Медицинский матрас содержит внешнюю оболочку 1, по крайней мере один слой теплоизоляционного материала, выполненный в виде электропроводящих волокон нагревательный элемент 2, регулятор температуры, включающий блок 3 питания, датчик 4 температуры, измеритель 5 температуры с цифровым выходом, вычислитель 6 рассогласования температуры с блоком 7 уставок, коммутатор 8, вход которого подсоединен к блоку 3 питания, и блок 9 ограничения скорости изменения температуры.

Блок 9 ограничения скорости изменения температуры выполнен в виде регистра регрессии 10 с таймером 11, выход которого подсоединен к вычислителю 12 ограничения скорости изменения температуры с блоком уставок 13, и формирователей 14, 15 ШИМ сигнала прямого и обратного управления, выходы которых через логический элемент 16 «И» подключены к коммутатору 8, а входы соответственно - к вычислителям 6, 12 рассогласования температуры и ограничения скорости изменения температуры.

Медицинский матрас снабжен блоком 17 контроля, выполненным в виде второго коммутатора 18, размещенного между коммутатором 8 и нагревательным элементом 2, подсоединенными к выходу измерителя 5 температуры блоков 19, 20, 21 контроля короткого замыкания, обрыва и предельного значения температуры, выходы которых через логический элемент 22 «ИЛИ» соединены со вторым коммутатором 18.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства сигнал с датчика 4 температуры поступает на измеритель 5 температуры, где преобразуется в цифровой код, который передается на вход вычислителя 6 рассогласования температуры, на выходе которого формируется, в цифровом коде, разность температуры измеренной и выставленной на блоке 7 уставки. Далее эта информация поступает на вход формирователя 14 ШИМ сигнала прямого управления. Формирователь ШИМ сигнала прямого управления вырабатывает импульсы, длительность которых пропорциональна значению вычисленной разности температуры, которые воздействуют через логический элемент 16 «И» на вход коммутатора 8, открывая его. С блока 3 питания через коммутатор 8 напряжение воздействует на нагревательный элемент 2, вызывая его дозированное нагревание до заданной температуры. При увеличении длительности импульса нагрев возрастает, а при уменьшении, наоборот, уменьшается.

С выхода вычислителя 6 рассогласования температуры сигнал разности температур поступает на регистр регрессии 10, где записывается с интервалами, определяемыми таймером 11. Вычислитель 12 ограничения скорости изменения температуры определяет разность значений кода блока 13 уставок и кода, приходящего с выхода регистра регрессии 10. Указанная разность значений поступает на вход формирователя 15 ШИМ сигнала обратного управления, где формируется импульс, длительность которого обратно пропорциональна разности значений. Таким образом, на входы логического элемента 16 «И» воздействуют два импульса с формирователей 14, 15 ШИМ сигнала, следовательно, на его выходе возникает импульс наименьшей длительности. Далее путем его воздействия на коммутатор 8 ограничивается скорость нагрева нагревателя 2 и, следовательно, повышения температуры.

Кроме того, с выхода измерителя 5 температуры значение измеряемой температуры поступает на входы блоков 19, 20, 21 контроля короткого замыкания или обрыва датчика температуры и превышения температуры. Устройства 19-21 реализованы на компараторах, при этом уставка на блоке контроля 19 имеет наименьшее значение (соответствующее короткому замыканию датчика), на блоке 20 - наибольшее значение (соответствующее обрыву датчика температуры), а на блоке контроля 21 - максимально допустимое значение, используемое при работе. При срабатывании блока контроля 19, 20 или 21 сигнал поступает через логический элемент 22 «ИЛИ» на второй коммутатор 18, который размыкает цепь питания нагревательного элемента 2, таким образом прекращая процесс нагревания. При этом оператор с блока 17 контроля датчика температуры получает информацию о неправильном функционировании устройства (сигнал тревоги).

Таким образом, данное техническое решение позволяет:

- Повысить безопасность пациента и надежность устройства;

- Повысить комфорт пациента при использовании данного устройства.

Источник информации

1. Свидетельство РФ на полезную модель № 21855, МПК⁷ А 47 С 21/04 от 02.27.2002.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для обогрева пациентов во время проведения хирургических операций, в реанимационном периоде, в медицине катастроф. Медицинский матрас содержит внешнюю оболочку, по крайней мере один слой теплоизоляционного материала, выполненный в виде электропроводящих волокон нагревательный элемент, регулятор температуры, включающий блок питания, датчик температуры, измеритель температуры с цифровым выходом, вычислитель рассогласования температуры с блоком уставок и коммутатор, вход которого подсоединен к блоку питания. Дополнительно он снабжен блоком ограничения скорости изменения температуры, выполненным в виде регистра регрессии с таймером, выход которого подсоединен к вычислителю ограничения скорости изменения температуры с блоком уставок, и формирователей ШИМ сигнала прямого и обратного управления, выходы которых через логический элемент «И» подключены к коммутатору, а входы соответственно - к вычислителям рассогласования температуры и ограничения скорости изменения температуры, при этом вход регистра регрессии подключен к входу формирователя ШИМ сигнала прямого управления. Использование изобретения позволяет повысить безопасность пациента и надежность устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Медицинский матрас, содержащий внешнюю оболочку, по крайней мере один слой теплоизоляционного материала, выполненный в виде электропроводящих волокон нагревательный элемент, регулятор температуры, включающий блок питания, датчик температуры, измеритель температуры с цифровым выходом, вычислитель рассогласования температуры с блоком уставок и коммутатор, вход которого подсоединен к блоку питания, отличающийся тем, что он снабжен блоком ограничения скорости изменения температуры, выполненным в виде регистра регрессии с таймером, выход которого подсоединен к вычислителю ограничения скорости изменения температуры с блоком уставок, и формирователей ШИМ-сигнала прямого и обратного управления, выходы которых через логический элемент «И» подключены к коммутатору, а входы соответственно - к вычислителям рассогласования температуры и ограничения скорости изменения температуры, при этом вход регистра регрессии подключен к входу формирователя ШИМ-сигнала прямого управления.2. Медицинский матрас по п.1, отличающийся тем, что блок контроля выполнен в виде второго коммутатора, размещенного между коммутатором и нагревательным элементом, подсоединенных к выходу измерителя температуры блоков контроля короткого замыкания, обрыва и блока контроля превышения температуры, выходы которых через логический элемент «ИЛИ» соединены со вторым коммутатором.